第四节 超声新技术
一、超声组织谐波成像
（一）超声组织谐波成像原理
（1）超声波的非线性传播：超声波在组织中传播的过程中，对组织产生正负压交替的机械作用。在声波正压区，组织密度增加，声波传播速度加快，而在声波负压区，组织密度减小，声波传播速度减慢。因此，随超声波传播距离的延长，声波峰值正压区逐渐接近峰值负压区，声波波形出现畸变。当超声波能量较低时，这种畸变尚可忽略。当超声波能量较高时，就会产生明显的波形畸变。这种现象称为超声波的非线性传播。
（2）谐波的形成：非线性传播引起的波形畸变，通过傅立叶转换就会发现波形的畸变使得超声波的频率发生改变。在原有频率f的基础上出现2f、3f、4f等频率的超声波。这里f为基波，2f、3f、4f等相应称为二倍（二次）谐波、三倍谐波、四倍谐波，其中二次谐波的能量相对较高，频率处于探头频段内，可用于成像。
同样，在超声波发生界面反射时也包括非线性因素，特别在非线性比较强的场合，例如使用造影剂时，反射波的波形和入射波的波形不同，从而出现较强的谐波。
此外，实际超声成像过程中，每次探头发射的为含有一定频段的脉冲波而非单一频率的正弦波，该脉冲中心频率为f。同时，不同脉冲间的声波幅度和持续时间并不完全相同。频谱分析显示除中心频率为f的频段外，尚含有以2f、3f等为中心频率的不同频段。这些不同倍频声波的线性反射也参与谐波的组成。
（1）组织谐波成像的原理：谐波成像技术应用于非超声造影时称为自然组织谐波成像（NTHI）或组织谐波成像（THI）。
THI是用一定频率的探头向组织发射单一频率为f0的超声波，组织界面回声中有谐波成分，其中二次谐波的强度相对较大，接收时通过窄带滤波器滤除基波信号f0，提取二次谐波（2f0）成分。由于发射和接收的频率相差2倍，因此通常要求使用宽频探头和宽频信号处理技术。
（2）THI的优势和局限性：接收回声信号时滤过了基波信号，因此显著提高了成像的信噪比，明显降低了噪声，减少了斑点等伪像及旁瓣干扰，增强了组织对比度，提高了空间分辨力。但是，近场的谐波信号很弱，远场信号距探头距离远，频率相对较高的谐波信号衰减较大，原本较弱的谐波信号回到探头时，强度更弱，以致THI声像图的近场和远场的分辨力下降。降低基波信号，可以改善远场的分辨力。
（二）组织谐波成像的临床应用
使用THI可以明显增加病变与周围组织分界的对比度，有利于发现病变并确定其范围。THI使胆囊和膀胱黏膜、心内膜边缘更为清晰，减少含液腔内的伪像。对提高黏膜病变和腔内异常回声的鉴别能力、提高心脏功能评价的诊断准确性有很大帮助。此外，THI对提高左心房血栓、瓣膜损害的诊断敏感性也有明显的作用。
实质器官内部分病灶与周围组织的回声差别较小，对比度较差，如肝硬化背景下的早期肝癌、胰腺内的小肿瘤等，常规声像图不容易发现，THI可以明显增加病变与周围组织的对比度，提高诊断的敏感性。
THI对基波形成的多重反射、旁瓣伪像、斑点噪声有很好的滤除效果，对提高图像的清晰度，改善分辨力有重要价值。
二、超声造影（CEUS）
（一）定义
超声造影是指已在我国上市使用的微泡超声造影剂（UCA）和低机械指数（MI）的超声造影成像技术。
（二）超声造影物理基础与成像原理
超声造影技术的物理基础是利用血液中超声造影剂气体微泡在声场中的非线性效应和所产生的强烈背向散射来获得对比增强图像。超声造影剂的气体微泡在不同强度（MI）的声场中会呈现不同的反应和变化。当MI较小时，会产生非线性谐波信号。利用微泡在低MI声场中的这一特性，采用不同的脉冲编码技术（同向、反向、序列脉冲编码等），选择性地提取由微泡造影剂产生的非线性谐波信号而滤除组织产生的线性基波信号，从而实现器官和组织的实时血流灌注显像，这就是目前临床常规使用的各种低MI实时超声造影成像技术的基本原理。当MI较高时，微泡会发生瞬间爆破，同时释放短暂而强烈的非线性谐波信号。通过发射高MI声脉冲瞬间击碎声场中的微泡，再转换至低MI条件，就能动态观察微泡造影剂的再灌注过程，定量评估器官、组织及病灶局部血流灌注情况。
超声造影显像技术与CT和MRI增强显像的最大区别是超声造影是纯血池造影显像。目前临床应用的超声造影剂为微气泡，粒径通常为2～5μm，经外周静脉注入后，能自由通过肺循环，再到体循环，到达靶器官或组织，但不能穿过血管内皮进入组织间隙，因此决定了超声造影是一种纯血池显影技术。
（三）设备要求和检查条件的设定
必须使用具备CEUS功能的超声检查仪及与其匹配的探头。各造影成像软件的名称虽有不同，技术原理都是在尽可能获取超声场内微泡非线性谐频（谐波）信号成像的同时，尽量减少来自组织的信号，从而获得高信噪比的成像。目前CEUS检查主要采用低MI实时成像的方法，高MI间歇成像很少单独使用，多与低MI成像配合。仪器还必须具备较强的图像资料动态存储功能。正确地设置超声显像和扫描方式对避免产生伪影很重要，组织显影不佳的两个最常见的原因是不适宜的MI和增益设置。
检查条件的具体设定主要包括以下几方面。
目前国内使用的超声造影剂只能耐受较低的声压，MI不宜超过0.2。
（1）根据不同造影软件的成像效果调整MI，直至获得最佳的微泡-组织信噪比。
（2）根据目标病灶的回声、位置、深度等条件，适当调整MI以获得最佳对比增强成像。如病灶位置较深，适当调高MI有助于观察病灶的对比增强情况，但会增加微泡破坏和缩短成像时间。
（3）低MI与高MI成像配合的方法是在造影剂尚未过峰值前自动或手动将仪器的发射功率或MI调节至较大值，把探测范围内的微泡击破，然后再恢复到原来的低MI实时造影模式。此法可显示病灶的血流再灌注，也可借助肿瘤微血管成像模式显示病灶的血管结构。
注射造影剂前使用增益自动优化功能或手动调节图像的增益及均匀性。以肝脏检查为例，调节后的图像以肝组织为无回声，仅膈肌、胆囊壁等显示为线状回声为准。
检查时应尽量将病灶置于扫查区域的中部，深度调节至能包括完整的目标病灶和适量的邻近组织。聚焦点常规置于目标病灶的底部水平，为了得到均匀性更好的图像，可以增加聚焦点的数量，但一般不宜超过2个。
一般设定为8～20帧/秒，帧频过低将降低时间分辨率，不利于实时显示；帧频过高则因单位时间内发射的超声波脉冲数增加而造成不必要的微泡破坏，影响微泡在靶目标持续时间，同时使造影成像时间缩短。
根据检查部位深浅，可在中心频率2～7 MHz范围内选择不同频率的探头，浅表部位一般选择频率相对较高的探头，反之，选择频率较低的探头。以肝脏检查为例，使用中心频率为3.5 MHz左右的探头能获得良好的造影增强图像。
适当的动态范围有助于真实地显示组织增强的差异。范围过低虽使对比度增加，但由明到暗之间的细节丢失过多导致图像粗糙；范围过高可获得细腻的图像，但明暗之间的对比度欠佳，不利于显示增强的差异。
对常规超声上容易捕捉的病灶造影时可采用单幅显示，必要时可在低MI的常规超声图像和造影图像之间切换，进一步确认病灶位置。对于不易显示的病灶，建议用双幅显示的方式，实时对比和确认扫查目标无误。
预先打开时钟菜单，注射造影剂的同时启动计时器。
为获得最佳的图像，可随时调节增益或MI。如果要兼做定量分析，每例检查的成像条件则应保持一致。
首先确认仪器存储空间是否充足，设置适当的存储条件和方案，造影检查开始的同时立即动态存储图像资料。为避免仪器内存不足而导致存图障碍、资料丢失或仪器数据处理缓慢等，在对图像进行分析并出具报告后，应及时拷贝出仪器中存储的图像资料。
（四）操作人员技术要求
从事超声造影检查的医师须具备执业医师资格，应熟悉超声造影技术的物理基础、成像原理，能熟练掌握仪器设备的操作和调节，能鉴别伪像，熟悉超声造影诊断的优势和局限性。在从事超声造影检查前，应先通过观摩本领域的专家进行的超声造影检查来获得相关经验，从而掌握超声造影术语及正确的图像判读方法。此外，操作人员应熟悉并掌握造影检查的禁忌证，具备处理发生不良事件的能力。
（五）超声造影检查准备及要求
患者进行腹部脏器超声造影检查时，应当空腹，避免胃肠道气体对图像干扰而产生漏诊及误诊。此外，胆囊在充盈良好的情况下，有利于诊断胆囊疾病。浅表器官如甲状腺、乳腺等超声造影检查，患者一般无须做特殊准备。
了解患者的临床资料（病史、实验室和其他影像学检查）和检查目的，与患者本人和（或）家属说明情况，签署知情同意书。
不同种类造影剂的分类、保存、制备方式不尽相同，不同脏器造影剂的使用方式也不一样，因此在使用前须认真阅读说明书，按照说明书的要求进行配制和使用。
（六）禁忌证
目前低MI造影检查相对而言是安全的，但上述生物学效应的临床意义尚不十分明确，因此如果需要用到较高的MI（＞0.4），造影剂用量最好减少，辐照时间尽可能缩短。目前国内使用的造影剂的禁忌证如下。
（1）已知对六氟化硫或造影剂其他成分有过敏史的患者。
（2）近期急性冠脉综合征或临床不稳定性缺血性心脏病患者，包括正渐变为或进行性心肌梗死的患者；过去7天内，安静状态下出现典型心绞痛；过去7天内，心脏症状出现明显恶化；刚行冠脉介入手术或其他提示临床不稳定的因素（如最近心电图、实验室或临床所见提示的恶化）；急性心力衰竭，心功能衰竭 Ⅲ/Ⅳ级及严重心律失常的患者。
（3）重度肺动脉高压患者（肺动脉压＞90 mmHg）、未控制的系统高血压患者和成人呼吸窘迫综合征患者。
（4）妊娠期和哺乳期患者。
（七）不良事件处理
造影剂静脉注射后短时间内偶尔会出现面部潮红、头痛、恶心、心悸，部分患者仅表现为一过性咳嗽、打喷嚏等症状，注射点局部发热、红斑、皮疹、瘙痒等不适的发生率低于0.1%。国外报道的致命性过敏反应率为0.0001%。关于我国的并发症发生率，目前尚未统计。据某医院17509例检查资料显示，发生一过性过敏样反应2例（0.01%），呕吐4例（0.02%），眩晕3例（0.02%），无相关死亡病例。使用造影剂前应仔细阅读说明书所列的各项条款，掌握适应证和禁忌证，遵守有关的注意事项，了解可能发生的不良反应。床边应配备抗过敏、抗休克及心肺复苏的物品和药物，以及生命监护仪等设备，以防不测。
（八）图像采集要求
应包括灰阶超声图像、彩色多普勒图像、超声造影各个时相的图像（至少每个造影时相采集2～3张典型图像）。灰阶图像应注明体表标志、病变测量等相关内容。
三、三维超声诊断
三维超声诊断出现在20世纪60年代，随着二维超声显像的应用提出了三维超声的理论，而直到1986年才开始进行器官三维超声成像研究。早期的三维超声是将二维超声连续按一定角度和速度扫描所获得的图像传送入计算机内，计算机再将其以一定的顺序叠加起来，然后呈现在荧光屏上，常用于心脏疾病的诊断和研究。在20世纪90年代，由于计算机技术高速发展和超声探头制作技术大幅度提高，真正的三维超声才得以问世。三维超声不仅可以用于心脏疾病的诊断，也可以进行腹腔脏器病变的诊断，尤其是胎儿畸形的诊断。近年来由于计算机技术的发展，三维超声显像技术有了新的进步，引起众多研究者的关注。三维超声显像技术中，三维重建系统能提供人体组织、器官的立体影像，有助于空间立体定位，提高空间分辨力，并可使定量分析更精确（如对容积的测量等）。动态三维显像能从各种角度观察心脏立体动态的变化，现已成功地运用于先天性心脏病的诊断。静态三维超声显像已在胎儿、血管、肿瘤、乳腺及前列腺等器官中开展了临床应用研究。经过腔内超声的三维显像不仅应用在血管系统方面，而且还可以通过腔内导管式探头获得输尿管的三维超声图像。因为腔内超声能产生360°横断面图像，并可在一定距离内移动，将众多断面图像进行数字化存储，而后通过计算机重建构成三维图像，这样便能更好地显示血管、输尿管及周围的结构。近年来，在三维超声显像扫描方式方面，已有不少新的改进，如二维矩阵探头的应用，以及自由臂扫查技术，即在信号的采集过程中探头的频移、扇形扫描及旋转移动，借助于一个空间位置感应系统，能够自动地组合起来，构成三维图像。这一新的改进使三维超声显像技术更为方便快捷。但三维超声显像的图像质量受到的影响因素比二维超声显像要多，三维超声显像因需要进行扇形或旋转扫查，骨骼、肺及其他含气脏器会对三维超声显像构成干扰。三维超声显像的操作比较复杂、耗时多，且价格昂贵，因此目前尚不能作为常规检查技术来应用。
四、组织多普勒成像
（一）定义
组织多普勒成像（TDI）是以多普勒原理为基础，通过特殊方法直接提取心肌运动产生的多普勒频移信号进行分析、处理和成像，对心肌运动进行定性和定量分析的一项超声显像新技术。
（二）基本原理
根据多普勒效应原理，组织运动也会产生多普勒频移。来自活体心脏的多普勒信息除了心腔内血液流动产生的高频（高速，10～100 cm/s）、低振幅信号外，还包括心肌组织运动产生的低频（低速）、高振幅信号。传统彩色多普勒血流成像技术（CDFI）通过设置高通滤波器，将反映心肌运动的低频信号滤除，从而只显示血流信息。TDI则是通过增益控制器和低通滤波器，将血流的高频信号滤除，然后采用自相关信号处理等技术，对代表心肌运动的多普勒信号进行分析、处理和彩色编码，再以不同的显示方式加以成像。
（三）临床应用
在常规超声心动图中，左心室射血分数（LVEF）作为评价左心室收缩功能的客观指标，但它受左心室腔几何形状的估计、内膜线的清晰程度、操作者的经验等因素影响。而TDI受胸壁和肺组织衰减的影响较小，在常规超声心动图显示不佳时，TDI可较好地测量心肌运动速度，客观评价心脏收缩功能。
研究表明，TDI可敏感地反映左心室局部和整体的舒张功能。它是通过PW-TDI测量左室后壁或二尖瓣环的舒张早期峰值速度（E m）、舒张晚期峰值速度（A m）及E m/A m实现的。在常规超声心动图检查中，通过测量二尖瓣口血流舒张早期与心房收缩期峰值速度比（E/A）可反映心脏整体舒张功能，但它受前负荷、心率、心房颤动等因素影响。与之比较，Sohn等证实E m相对不依赖前负荷。研究表明，不管心房颤动存在与否，E m都可准确反映左心室舒张功能。
TDI通过多普勒原理来反映室壁运动速度和方向，因而会受到室壁运动方向和声束夹角的影响。其次不能排除呼吸和心脏转位的影响。TDI可直接从心肌组织中提取频移信号，定量测量室壁运动速度，因而可以更精确、更直观地分析室壁运动。
利用TDI可评估心肌血流灌注，研究显示，因缺血而运动减弱或消失的心肌组织在TDI图像上表现为色彩黯淡或紫黑色区域，与正常心肌组织的金黄色分界明显，TDI和超声造影心肌灌注显像（MCE）显示的平均左心室肌缺血区面积无显著差异，虽都大于病理梗死心肌内膜面积，但均高度相关。三种方法显示的内膜总面积无显著差异，表明TDI可作为定量心肌缺血范围的可靠方法。
将TDI技术与MCE技术相结合，由于TDI不受心肌运动速度高低和角度的影响，静脉注射造影剂后，根据心肌组织能量信号的强弱可了解造影剂在心肌组织内的分布，从而评价心肌组织的血流灌注情况。
HCM早期舒张功能可用左心室局部松弛异常和非同步运动的增强来评价。研究显示，心肌运动速度阶差是一个研究局部心肌功能的新指标，由TDI测量心内膜和心外膜的速度获得。这个指标可用来区分是生理性还是病理性左心室肥厚，也是评价代偿性左心室肥厚向心力衰竭早期转变的一个指标。同时，TDI评价压力负荷增大左心室肥厚的左心室收缩舒张功能障碍比其他超声检查更敏感，并可以预示压力情况正常化后心肌功能的早期恢复情况。
心脏活动的电-机械耦联特性是TDI评价心脏电活动的生理基础。兴奋沿心室肌的传导顺序可根据室壁心肌收缩运动的先后顺序推知，基于高帧频TDI的曲线解剖M型技术可作为检测、证实局域室壁异常运动的有效方法，从而可用于检测心脏激动传导通路及异位起搏点的位置。
五、超声弹性成像
生物组织的弹性或硬度的变化与异常的病理状态相关，不同的组织以及同一组织的不同病理状态之间的弹性或硬度存在差异。传统的触诊是判断组织硬度直接简易的方法，其原理就是对目标施加压力，用手指感受来自组织的响应，以此主观粗略地判断组织的弹性。
1991年，Ophir提出利用超声方法检测物体弹性，通过施加外部压力来获取组织对压力的响应数据，用于形成基于静态压力的软组织应变剖面图。经过多年的研究，超声弹性成像已经发展到临床实用阶段，并成为近年来医学超声成像的热点研究领域之一。目前，在乳腺、甲状腺、前列腺、肝脏、血管、心脏等疾病的应用上取得了一定进展。
（一）超声弹性成像的基本原理及技术
弹性成像技术是探测组织内部弹性模量等力学属性的重要方法，超声弹性成像的基本原理是对组织施加一个外部的或内部（包括自身生理活动）的动态或静态激励，使组织产生位移（应变）或速度方面的响应。弹性模量大，即硬度大的组织响应幅度小，反之亦然。通过超声成像方法，捕获组织响应的信息进行计算机处理，并以数字图像对这种响应信息进行直观显示和量化表达，从而直接或间接地估计不同组织的弹性模量及其分布差异。
根据组织激励方式和提取信号的不同，超声弹性成像大致可分为基于组织应变的静态（或准静态）弹性成像和基于声辐射剪切波传导速度的剪切波弹性成像两大类。
弹性成像一词最初出自采用静态压缩的超声弹性成像，是应用压力使组织产生应变来计算其硬度。因此，也有称其为压迫弹性成像、应变图像或弹性图像。不同厂家采用的方法不尽相同，可采用轻度加压或不加压。前者需要操作者通过探头反复手动压迫和释放或通过加压装置连续施压；后者借助生理活动（呼吸、心脏的收缩或血管搏动）对组织的推压。分别采集组织压缩后和压缩前沿着探头纵向的组织边界位移信号和超声散射信号（射频信号），通过多普勒速度检测或复合互相关分析等方法估计出组织内部不同位置的应变，然后经过数值微分计算出组织内部的应变分布情况，并以灰度图或者伪彩图的形式显示，弹性系数小的组织受激励后位移变化幅度大，显示为红色；弹性系数大的组织受激励后位移变化幅度小，显示为蓝色；弹性系数中等的组织显示为绿色，以色彩对不同组织的弹性编码，借其间接显示组织内部的弹性模量分布，反映病变与周围组织相比较的硬度相对值。
心肌弹性成像的原理与采用静态压缩的弹性成像类似，但利用的是心脏自身的收缩和舒张时心肌沿探头径向的位移信息，从而得到心肌的应变、应变率和速度等参数的空间分布及其随时间的变化。研究证实，心肌弹性成像能够较准确客观地对局部心肌功能进行定量评价，可应用于心肌梗死和心肌缺血的定位。
尽管不同厂家采用的激励技术不尽相同，对于信号的处理方法和图像的彩色编码表示方法也有差别。但是采用静态超声弹性成像是最基本的方法，很多其他方式的超声弹性成像也是用同样或类似的方法进行位移估计或者应变估计。
静态超声弹性成像需要在同一位置获得稳定的多帧图像供应变信息的捕获和相关比对分析。因此，对操作者的技术要求很高，施压力度的大小、方向、频率、稳定性，甚至与患者自身呼吸运动的非同步性等都会对图像产生不同程度的影响，以致严重影响结果的重复性。为了克服这一缺陷，最近的仪器在屏幕上有操作者施压强度是否适当的标记，用于指导操作，但是，严格的操作训练仍然非常必要。
对组织压迫或施加低频振动时，组织内部剪切波将发生衍射现象，从而影响了成像效果。为了避免衍射的影响，Catheline和Sandrin等提出采用声脉冲激励，利用脉冲（“推力波-pushpulse”）声能加压，使组织内产生瞬时剪切波，使用超高频（10000帧/秒）的超快速超声成像系统采集射频数据，采用互相关方法来估计组织位移，从而得到剪切波在组织内的传播速度，其速度与组织的弹性模量直接联系。该方法也称瞬时弹性成像或者脉冲弹性成像。
多家机构对声脉冲激励技术的应用进行了相关研究。Nightingale等2001年报道了声脉冲辐射力技术（ARFI）。其原理是利用短周期脉冲声压（＜1毫秒）在组织内部产生局部位移，这种位移可通过基于超声相关性的方法进行追踪。在ARFI为基础的成像技术中，探头既发射射频压力同时又接收射频回波帧数据，实现了利用压力产生组织位移，证明利用局部组织自然属性进行成像是可行的，并很快应用于临床。该技术可在获得感兴趣区肝组织弹性模量的同时，实时直观地显示弹性模量的二维分布，因此可以在选择探测区时尽可能地避开血管和胆囊等可能影响弹性结果的区域。研究表明，射频超声容积捕获技术可以获得高质量的三维弹性图。
剪切波弹性成像可计算组织硬度的绝对值，达到定量分析的目的。
因为剪切波弹性成像无须压迫，对操作者依赖性小，所以操作相对容易。
（二）弹性成像的临床应用及局限性
目前，弹性成像主要应用于乳腺、前列腺、甲状腺等表浅小器官，尤其在乳腺肿瘤方面研究较多，技术相对成熟。此外，组织弹性成像还可应用于肝纤维化的诊断、局部心肌功能评价以及肿瘤消融的检测与评估。但是，已有的研究多数证明这一技术还只能是常规超声检查的部分补充，成为独立的诊断工具尚存在诸多问题，需要改进和完善。
（1）乳腺：弹性成像主要用于乳腺肿瘤良恶性的鉴别。目前常用的方法是将可疑肿瘤的弹性图进行硬度评分。若仪器编码红色为软，蓝色为硬（目前不统一），标准为：红色为1分，肿瘤整体发生较大的变形；红和蓝镶嵌的“马赛克”状为2分，表示肿瘤大部分发生变形，但仍有小部分未变形；中心蓝色，周边红色为3分，表示肿瘤边界发生变形，中心部分未变形；仅肿瘤整体蓝色为4分，肿瘤整体无变形；肿瘤和周边组织均为蓝色为5分，表示肿瘤整体及周边组织均无变形。弹性评分1～5分代表组织的弹性从小到大，即其硬度由软到硬。良性病变的组织弹性评分通常以1～3分多见，而恶性病变以4～5分多见。有研究对弹性成像和传统超声检查进行非劣性或等效性试验后发现，两者准确性相近，前者的特异度并不低于传统超声检查。这表明弹性成像分级在鉴别诊断良、恶性乳腺病变方面有一定价值。
（2）甲状腺：参照乳腺的弹性评分方法对甲状腺单发结节患者行超声弹性成像评估，并与外科手术切除或针吸细胞学检查对照，结果显示甲状腺囊性病灶具有特征性的表现“RGB”征象，即“红-绿-蓝”分层征；腺瘤或增生结节的弹性分级多为1～2级，而甲状腺癌的分级多为3～4级。但良性肿块发生纤维化、钙化等或者恶性肿瘤病灶很小及发生液化坏死，也会导致误诊及漏诊，尚需积累更多经验。
（3）前列腺：前列腺的癌组织较正常组织硬，实时弹性成像可有效地显示硬度较大的前列腺癌，用弹性成像引导前列腺穿刺活检，可降低前列腺组织活检的假阴性，不仅明显提高了活检的敏感性，而且可以减少活检穿刺次数。
（4）肝：弹性成像在肝的应用主要是评估肝纤维化的程度。大多数临床资料均认为超声弹性成像是超声无创评价肝纤维化的有效手段，但仍需进一步验证其应用价值。
（5）心脏：通过分析心肌组织在收缩和舒张期沿探头径向的应变、应变率等信息的空间分布以及随时间的变化，能够准确客观地对局部心肌功能进行定量评价，对心肌梗死和心肌缺血的定位有较大价值。
（6）血管：利用血压变化或者外部挤压得到血管的应变分布，对血管壁和动脉硬化斑局部力学特性进行弹性成像表征，用于估计粥样斑块的组成成分、评价粥样斑块的易损性、估计血栓的硬度，具有潜在的临床价值。
超声弹性成像是一种全新的成像技术，它提供了生物力学信息，成为二维灰阶超声和超声对比造影之外的另一个独立诊断参数，在临床实践中逐步体现出独特的应用价值。但是，目前弹性成像的局限性也非常明显。
（1）深度影响：无论是静态应变弹性成像还是剪切波弹性成像，施加的压力分布都会随着传播距离的增加而扩散，当达到一定深度时，组织内部的应力显著减小，应变也会变得非常微弱，使获取的信号信噪比很小，特别是边界位移信号小而模糊，以致图像杂乱、重复性极差，无法判定组织的弹性分布差异。因此，目前弹性成像仅在表浅组织的应用中效果较好，对深部组织的检查效果差。
（2）信号提取的困难：由于超声在组织中传播的复杂性，超声成像本身固有的来自多方面的噪声影响，使原本微弱的组织内部位移信号的识别和提取相当困难。特别是位置较深时，更为不易。
（3）生理活动影响（呼吸、心跳、动脉搏动）：被检查者本身无法避免的生理活动对组织产生的推移、振动在组织中的传导，可能会与外部施加压力的效应互相干扰。
（4）患者条件：肥胖、过度消瘦的患者都会影响弹性成像的效果。
（5）操作者的技术因素：如前所述，使用静态弹性成像时对操作者的技术要求很高，施压力度的大小、方向、频率、稳定性都会对反应应变的回声信号造成影响和干扰。
（6）重复性差：上述影响因素的综合影响，致使弹性成像的重复性至今难如人意，也直接影响了对其临床应用价值的客观评价和相关研究的可比性，是目前超声弹性成像的最大障碍之一。
（三）小结
超声弹性成像是一种对组织生物力学特征评价的新技术。作为一种全新的成像技术，在理论上开拓了超声成像的新领域，扩展超声医学的范围，弥补了常规超声的某些不足，是继A型、B型、C型、D型、M型超声成像模式之后又一大进展，有学者称其为E型模式，尽管刚起步，但是在临床实践中逐渐显现出其独特的应用价值和潜在的发展前景。随着弹性成像设备的不断完善，信号处理技术的不断进步及临床应用经验的不断积累，超声弹性成像必将像CDFI和超声造影一样，成为超声诊断重要的组成部分和辅助手段。
六、其他新技术
（一）解剖M型成像法
M型是由英文Motion Mode的首写字符而得名，故M模式能够看到运动状态的反射源随时间的变化。
解剖M型不是在单一的声束线上获得的，而是利用数字扫描转换器（DSC）中的计算机技术，在帧频存储器中每一帧都取一个地址的信号，形成一条特定形状的取样线，最终读取显示出来，地址是扫查深度，信号是灰度信号，形成纵轴；每一帧都有一个时间差，形成横轴。这样我们就能获得任意形状的M型图像。但是如果超声设备档次较低，帧存储器所存帧数密度不够的话，就会在临床上得不到连续的M型图像。
（二）超声组织定征成像法
超声组织定征是探讨组织声学特性与超声表现之间相互关系的基础与临床研究方法，是近年发展起来的一种无创性超声检测新技术，可对超声图像进行量化检测，以期达到区别不同组织、正常及异常情况以及辨别病变性质、程度的目的，具有较高的临床应用价值。但由于超声通过组织的传输和反射特性的复杂性，超声和组织相互作用的机制尚未十分明了，只能从声速、声衰减、散射、组织硬度、回声强度、声学参数测量与组织成分的对照、超声显微镜等不同方面对超声组织定征进行探讨。其中，在国内研究较多且较有发展前途和实用价值的方法是射频法的超声背向散射积分和视频法的回声强度。背向散射参数测定技术是超声组织定征研究中相对较为成熟的方法，对诊断心脏疾病、肝病变等多种疾病，有良好的应用前景。但是，目前由于所使用的仪器及相关分析软件仍不完善，探头频率、增益、扫描深度及个体差异等因素的影响，使在不同研究对象间、不同的研究中甚至同一研究对象在不同时间的研究不具有可比性，难以标准化，以及目前所用分析软件的误差较大，组织的声学特性的角度依赖性等问题亟待解决，从而使研究结果的客观性、准确性等都存在问题，使其难以在临床上广泛应用。
成像原理：常规二维超声成像是对超声探头发出的超声波经人体内组织各不同界面反射回来的信号进行处理，以回波幅度量化为显示灰阶（如256），在显示器上获得解剖结构的显示。但这个回波幅度是原始射频信号的外包络，即处理的是经原始射频信号检波得到的信号。其实原始射频中包含了许多组织特性的信息，若对同一方向回来的信号连续接收分析，可知在不同深度经频谱分析后的信号完全不同，即蕴含了不同组织的特性。
超声信号在人体组织内传播，与组织发生了各种交互作用，但回波信号只有原始射频信号才保留了组织所有特性的信息。回波射频信号是组织对超声波各种交互作用的结果，其中包括了三种主要作用。
（1）线性作用：相长干涉和相消干涉，组织和（或）病理结构的衰减特征。
（2）非线性作用：在软组织或体液传播中波形畸变产生的谐波信息以及由超声造影剂气泡产生的谐波及次谐波等信息。
（3）组织在外力作用下产生特性变化致使局部传播速度变化等。
原始射频信号全波段内的信息包含了超声在人体组织内线性、非线性等作用，分析频谱分量和频率成分可以获得组织信息及用于区分各组织的特性。
（三）心肌应变和应变率成像
心肌应变及应变率的概念是由Mirsky和ParmLey于1973年系统阐述的。人体非侵入性测量应变的技术首先应用于MRI。MRI测量心肌应变和应变率的优点在于在可取的空间分辨率的情况下，提供三维的速度信息，但其帧频低于30帧/秒，不能提供足够的随时间变化信息。而TDI能够在高帧频的情况下提供实时的局部速度信息，同时在二维模式下具有高的轴向和足够的侧向分辨率，可以实时测量心肌各点的运动速度，根据两点间的运动速度变化和距离变化得到心肌的应变率，但目前此种方法还仅限于显示纵行心肌的运动。众所周知，心肌的机械运动是一种螺旋扭转运动，这与心肌纤维独特的螺旋状排列结构有关，而这种心肌纤维结构在心室扭转运动中起到关键作用，它使心脏在心动周期中发生纵向、环向和径向三个方向的运动，每种运动对心脏功能都有很大的影响。因此，测定心肌环向和径向的运动对观测心脏运动和功能具有重要意义。
因此，测得了心肌即时的组织速度，就可以求得心肌应变率，以二维动态图像为基础（而不是使用TDI的方法），利用专利的室壁追踪技术来测定组织运动速度，从而建立了心肌矢量应变和应变率成像方法。
（张小丽）